Штеровская государственная районная электростанция (ГРЭС) – первая в Украине районная тепловая электростанция

Штеровская государственная районная электростанция (ГРЭС) — первая в Украине районная тепловая электростанция Дубовик Виктор Степанович, Орлов Юрий Анатольевич.

80 лет назад 8 октября 1926 г. был введен в промышленную эксплуатацию первый турбогенератор Штеровской ГРЭС — первой в Украине и в Донбассе районной тепловой электростанции, построенной по ленинскому плану ГОЭЛРО.

Г. М.Кржижановский, председатель Государственной комиссии ГОЭЛРО по разработке плана электрификации России, докладывая 22 декабря 1920 года VIII Всероссийскому съезду Советов о плане ГОЭЛРО и подчеркивая важность восстановления и развития Донбасса на базе электрификации, указывал на необходимость первоочередного строительства Штеровской электростанции. Работа комиссии ГОЭЛРО по разработке плана электрификации России была одобрена VIII Всероссийским съездом Советов. Подготовка к строительству Штеровской ГРЭС была начата сразу после утверждения плана. Первую очередь электростанции проектировали в 1921;1923 гг. сотрудники проектного отдела «Электрострой» в Москве под руководством инженера М. К. Поливанова. Река Миус, как источник водоснабжения и горы антрацитового штыба, определили место строительства Штеровской ГРЭС.

Строительство ГРЭС было начато в 1923 г. и велось в три очереди. К строительству электростанции было приковано внимание всего народа. Трудиться на стройке было делом чести. На земляных и других строительных работах применялся исключительно ручной труд — в первый год работало около 1500 грабарей. Строительство ГРЭС шло быстро. Главное здание станции было выполнено монолитным железобетоном, качество всех сооружений было высокое. Первый турбогенератор был введен в промышленную эксплуатацию 8 октября 1926 года. При строительстве первой очереди ГРЭС мощностью 20 МВт были установлены две турбины по 10 МВт каждая фирмы «Метровикерс» и шесть котлов фирмы «Бабкокс-Вилькокс». Паропроизводительность котлов 20−24 т/ч, давление 16 ат, температура пара 3750С. Все оборудование первой и последующих очередей строительства было импортным. Компоновка котельной двухрядная с агрегатами, расположенными фронтами внутрь. В последующие годы электростанцию расширяли.

Антрацитовый штыб в то время был совершенно новым видом энергетического топлива в мировой практике. Для его сжигания в пылевидном состоянии рационального устройства в СССР еще не было разработано. За границей опыт сжигания углей в пылевидном состоянии был, но углей с большим содержанием летучих веществ, которые уступали донецкому антрациту по твердости.

На таганрогском заводе «Красный котельщик» в 1924 г. был проведен ряд опытов по сжиганию донецкого антрацитового штыба.

При строительстве первой очереди Штеровской ГРЭС для оценки способа пылеприготовления применяли две системы: центральную и индивидуальную. При центральной системе были установлены тихоходные шаровые биконические мельницы фирмы «Гардинг» и ряд устройств, которые обеспечивали раздельную подсушку топлива и подачу пыли в бункеры котлов. Специальными насосами готовая пыль подавалась к трем котлам. Главная особенность центрального пылеприготовления в его независимости от работы котлов. Индивидуальная система была оборудована на одном котле. В двух котлах были установлены колосниковые решетки с ручным обслуживанием для сжигания антрацитового штыба в смеси с углем марки ПЖ. Они были пущены в работу первыми и обеспечивали работу ГРЭС в период наладочных работ на котлах со сжиганием пылевидного топлива.

В процессе наладки и первых лет эксплуатации испытывались обе системы пылеприготовления. Наиболее рациональной, как показал опыт, оказалась индивидуальная система. Она была простой и экономичной, отсутствовали сушилки и громоздкие механизмы для транспортировки пылевидного топлива. В тоже время был решен вопрос о типе мельниц для размола антрацитового штыба. Лучшие результаты были получены на шаровых мельницах: на размол одной тонны топлива расходовалось 22 кВт. ч электроэнергии, на быстроходных — 45 кВт.ч. Шаровые мельницы работали более надежно, производили более тонкую пыль, а также имели меньший износ металла на тонну топлива.

Первый опыт пуска котлов показал несовершенство оборудования, поставленного французскими фирмами и непригодность его для рационального сжигания пылевидного донецкого антрацитового штыба вследствие чрезвычайно интенсивного шлакования топки и первого ряда кипятильных труб котла. Причиной этого была неудачная конструкция самой топки и пылеугольных горелок прямоточного типа, в которых не достигалось необходимого перемешивания пыли с воздухом. Обнаружились и другие дефекты — выплавление и обвал муфельных сводов и низкая термическая стойкость обмуровки топки котла. Эти недостатки повлияли на экономичность работы котлов. На основании проведенных тогда Всесоюзным теплотехническим институтом (ВТИ) испытаний КПД котельной первой очереди Штеровской ГРЭС оказался равным всего лишь 71%.

Как показали исследования, в процессе эксплуатации с целью уменьшения шлакования кипятильных труб применялась регулярная воздушная обдувка через отверстия, сделанные в боковых стенках на уровне труб. Для улучшения выжига топлива были определены оптимальные значения тонины помола и разработаны новые улучшенные конструкции горелок.

В дальнейшем опыт работы показал, что выгорание обмуровки котлов можно устранить за счет охлаждения — воздушного в виде каналов внутри обмуровки или водяного в виде защитных экранов.

В 1928 г. котлы с колосниковыми решетками оборудовали пылеугольными топками, при этом размеры топок увеличили. Для уменьшения шлакования зольника были смонтированы нижние грануляционные экраны, а также построена система гидрозолоудаления. Для увеличения срока службы обмуровки было применено воздушное охлаждение стен топки, а для лучшего процесса горения применялись турбулентные горелки. В результате такой реконструкции котлов номинальный часовой паросъем достиг величины 25 т/час, в то время как на опытных котлах со старыми топками он составлял лишь 20 т/час. Таким образом, к началу 1929 г. оборудование первой очереди строительства Штеровской ГРЭС работало надежно и экономично.

С развитием промышленности Донбасса потребовалось значительное увеличение мощности Штеровской тепловой электростанции. В связи с этим уже в 1928 г. началось строительство второй очереди мощностью 49 МВт, а с 1929 г. — третьей мощностью 88 МВт. Вторая и третья очереди ГРЭС проектировались Техническим отделом строительства Штеровской ГРЭС. В 1930 г. было завершено строительство второй очереди и в 1941 г. — третьей.

Котельная второй и третьей очереди электростанции была построена с однорядным расположением котлов. В ней смонтировали мощные для того времени котлы паропроизводительностью 90 т/ч, давлением 18 атмосфер и температурой 4000С, оборудованные турбулентными горелками. Задние стенки топок котлов были экранированы, а боковые и фронтальные охлаждались воздухом. Удаление шлака осуществлялось с помощью скребковых транспортеров, которые были заглублены в водяную уплотняющую ванну. На шести котлах были смонтированы шаровые барабанные мельницы американской фирмы «Кеннеди», по три мельницы на два котла с применением индивидуальной схемы пылеприготовления без промежуточных бункеров. На четырех котлах были установлены мельницы немецкой фирмы «Гумбольдт» по индивидуальной схеме, но с промежуточными бункерами.

В машинном зале при сооружении второй очереди были установлены два турбоагрегата фирмы «Броун-Бовери» мощностью по 22 МВт каждый и для собственных нужд турбоагрегат ЛМЗ мощностью 5 МВт.

При строительстве третьей очереди были установлены два турбоагрегата фирмы «Сименс и Шукерт» мощностью по 44 МВт каждый. Распределительное устройство электрической части второй и третьей очереди ГРЭС напряжением 110 кВ было выполнено закрытым.

штеровский электростанция котельная турбогенератор Кроме того, для обеспечения технического водоснабжения ГРЭС была расширена площадь водохранилища с 40 га до 112 га. После окончания строительства мощность Штеровской ГРЭС составила 157 МВт. Выработка электроэнергии из года в год увеличивалась: в 1930 г. производство электроэнергии составляло 132,7 млн кВт. ч, а в 1936 г. — 1103 млн кВт. ч, т. е. за шесть лет производство электроэнергии увеличилось более чем в 8 раз.

Показатели работы Штеровской электростанции находились примерно на уровне со средними значениями показателей для ГРЭС СССР. Так, в 1940 г. удельный расход условного топлива на производство электроэнергии Штеровской ГРЭС составлял 594 г/кВт.ч, а средний для ГРЭС СССР — 598 г/кВт.ч. Следует отметить, что до 1958 г. удельный расход условного топлива в СССР определялся на выработанный кВт.ч. Штеровская ГРЭС стала одной из крупнейших районных электростанций СССР.

Во время Великой Отечественной войны турбоагрегаты № 1, 2, 3 и 4 Штеровской ГРЭС были демонтированы и вывезены на восток страны, а турбоагрегаты № 5 и 6 и все котлы были взорваны. После Великой Отечественной войны электростанцию восстановили. В 1944 г. на ГРЭС был введен в эксплуатацию первый турбогенератор мощностью 22 МВт. Правительство высоко оценило работу энергетиков электростанции: указом Президиума Верховного Совета СССР от 1 апреля 1945 г. 12 человек эксплуатационного персонала Штеровской ГРЭС были удостоены правительственных наград.

В дальнейшем восстановление Штеровской ГРЭС производилось по утвержденному проекту трестами «Донбассэнергострой», «Донбассэнергомонтаж». Восстановление первой очереди мощностью 64 МВт было закончено в июне 1948 года.

Учитывая, что в послевоенный период тепловые электрические станции страны оснащались крупными единичными агрегатами с высокими параметрами пара, Министерство электростанций СССР утвердило проектное задание на модернизацию Штеровской ГРЭС в 1946 г. Модернизацию предусматривалось осуществить путем надстройки блока высокого давления с целью увеличения мощности до 200 МВт. Проект был выполнен Московским отделением института «Теплоэлектропроект».

При сооружении надстройки были установлены пять котлов высокого давления паропроизводительностью по 145 т/ч каждый давлением 125 ат, температурой 5000С, две предвключенные турбины мощностью по 25 МВт давлением пара 110 ат и температурой 4900С, две конденсационные турбины мощностью 50 и 36 МВт (давление пара 18 ат, температура 4200С). Оборудование было импортное и введено в эксплуатацию на Штеровской ГРЭС в 1951 году.

Для обеспечения надежной работы электростанции и достижения устойчивых режимов установок высокого давления коллектив Штеровской ГРЭС работал в содружестве с коллективами научно-исследовательских институтов: ВТИ, ЦКТИ, ОРГРЭС и др. Так, по рекомендации ВТИ в 1958 и 1963 гг. была произведена конечная реконструкция двух котлов высокого давления и, как результат, КПД котлов ГРЭС был увеличен с 82 до 93%. В 1964 г. материалы по переоборудованию этих агрегатов экспонировались на Выставке достижений народного хозяйства СССР.

Внедрение автоматизации технологических процессов на Штеровской ГРЭС существенно повысило надежность и экономичность работы оборудования. Удельный расход условного топлива на производство электроэнергии в 1953 г. составлял 695 г/кВт.ч, а в 1968 г. — 508,7 г/кВт.ч; расход электроэнергии на собственные нужды снизился с 11,1% в 1953 г. до 9,08% в 1968 г. (рис. 1, 2), себестоимость электроэнергии в 1953 г. составила 0,88 коп./кВт.час, а в 1968 г. в сопоставимых ценах — 0,77 коп./кВт.час.

Удельный расход условного топлива на один отпущенный кВт.ч.

Расход электроэнергии на собственные нужды, %.

Технико-экономические показатели Штеровской ГРЭС, как показывают исследования, были несколько ниже показателей новых электростанций Донбасса, оборудованных мощными современными тогда энергоблоками. Несмотря на это, Штеровская ГРЭС и при неблагоприятных условиях являлась пиковой электростанцией для покрытия максимумов нагрузки в Донбасской энергетической системе, связана с ней линиями электропередачи напряжением 110 кВ и работала надежно, выполняя государственные задания.

На основе опыта Штеровской ГРЭС строились и успешно эксплуатировались многие электростанции Украинской ССР.

Штеровская ГРЭС стала в те годы кузницею кадров. В цехах электростанции проходили подготовку сотни специалистов. Основанный в 1929 г. Энергетический техникум стал известным в Украине среди учебных заведений с филиалами — вечерними отделениями на Штеровской, Луганской и Змиевской ГРЭС. На его стационарном и вечернем отделениях обучалось свыше 1000 человек. За 1954;1965 гг. Штеровский техникум подготовил свыше 2300 специалистов.

Правительство СССР высоко оценило деятельность энергетиков Штеровской ГРЭС. За долголетнюю и безупречную работу Указами Президиума Верховного Совета СССР в 1952;1954 гг. орденами и медалями было награждено 109 работников электростанции.

Размещено на Аllbest.ru.